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异构集成:为AI和数字化发展注入新动力的变革

来源:SEMI中国    2024-11-15
以异构集成为代表的先进封装技术,作为AI变革和数字化发展的关键技术,将是未来十年半导体技术创新及增长的主要方向,已然成为全球半导体产业界的共识。

以异构集成为代表的先进封装技术,作为AI变革和数字化发展的关键技术,将是未来十年半导体技术创新及增长的主要方向,已然成为全球半导体产业界的共识。11月14日,“SEMI半导体供应链国际论坛-先进封装(异构集成)论坛”首次在大湾区成功举办,围绕2.5D/3D互连、SiP、Hybrid bonding及关键工艺、TGV等技术趋势、产业方向展开崇论闳议。

芯和半导体科技(上海)股份有限公司,创始人及CEO凌峰为论坛主持。

锐杰微科技董事长方家恩分享了《芯粒技术发展趋势与2.5D封装技术》,在算力需求的带动下高性能芯片市场持续增长,加速计算芯片广泛采用Chiplet技术已成为趋势。高算力、高速/高带宽、低延时和高能效是Chiplet集成芯片追求的关键指标。关键指标的提升依赖于计算体系架构、互联技术、存储技术、先进封装集成等方面的取得的进步。未来,芯粒朝着“设计方法标准化、工艺高度集成化、IP接口通用化”的方向发展”以支持异构芯片的高效协同设计与规模化生产。2.5D封装在中介层、键合、热阻和微组装工艺方面也在不断优化,所具有的特点和发展潜力,在异构集成领域起到主航道的作用。

湖南越摩先进半导体有限公司研究院院长马晓波带来了《先进封装及多物理场仿真技术解决方案》,他指出Chiplet具备提升设计弹性、缩短研发周期、提高制造良率、更优成本效益等优势,Chiplet目前的技术限制是在先进晶圆制程工艺下才有明显优势,芯片拆分也将带来面积增加、成本增加、良率损失等风险,同时封装设计、仿真、测试的难度也会随之加剧。通过玻璃基板Chiplet封装解决方案能够增强产品互连性能、降低芯片间传输损耗及改善散热性能,从而提升封装品质。

天芯互联科技有限公司副总俞国庆发表了《AI时代先进封装技术的发展和挑战》,AI对先进封装提出了更高的要求,封装需要综合考虑封装结构的设计、材料的选择和工艺的控制这些维度。他从互联的角度上讲解了先进封装技术的主要类型,并对技术难度进行了详细的分析。混合键合技术由于不需要microbump,pitch可以做到小于10μm,不过键合过程中对位会发生偏移,需要考虑铜跟绝缘物质之间的结合。TGV技术展现了玻璃转接板和玻璃基板的优势所在,以激光诱导改性+湿法刻蚀为主的玻璃通孔技术,需要应对通孔漏钻/不良、玻璃与金属结合力差、填充金属孔洞void、玻璃碎片等挑战。

在先进封装供应链ECS专场中,康姆艾德机械设备(上海)有限公司中国技术销售总监唐立云主题演讲为《针对先进封装的全自动无损检测的3D X射线检测》,指出了传统X射线设备无法检测2.5D和3D先进封装芯片,因为多层材料叠加成像导致每层的缺陷信息无法被独立分离分辨。且传统的检测缺陷依靠人工判断,其检测结果在可靠性、可追溯性、可重复性方面表现不足。康姆艾德CA20系列针对先进封装可提供更清晰的检测结果、更快的检测速度,能发现更细微缺陷,软件层面面向未来具备可升级可扩展性。

合肥芯碁微电子装备股份有限公司市场部总监王俊杰分享了《直写光刻用于2.5D先进封装克服光罩光刻机视场限制》,异构集成封装满足了产业对于算力的巨大需求,不过,光罩尺寸的限制加剧了大算力芯片制作的难度。通过直写光刻的方式不需掩模版,没有掩模版的尺寸限制,可助力大芯片异构封装。他详细描述了直写光刻的原理,通过控制激光束的曝光能量和位置,在光刻胶上形成所需的图案,可应用于晶圆或面板级封装,还具有分区对位与智能纠偏能力。

江苏芯德半导体科技股份有限公司副总经理张中带来了《人工智能芯片发展以及芯德科技全方位先进封装技术解决方案》,伴随着AI的快速发展,超级算力基建规模呈现指数级增长,AI服务器产业链条以及半导体芯片供应链条将围绕算力、存储、传输三大因素展开,其中数据传输对于先进封装提出极高的要求。他全面阐述了芯德科技在先进封装领域的技术布局,以及在FI/FO-CSP,FCCSP,FCBGA,SiP-RF,QFN等方面的产业化推进情况。

奥芯明半导体设备技术(上海)有限公司先进封装技术经理张迪在主题演讲《异质集成的演变与”封装”解决方案》中指出,常见的异质集成结构的趋势是逐渐地从SoC变为更多的Chiplet,并且HBM变得越来越多,层数也越来越高。贴片机在实现先进封装的过程中是至关重要的,先进封装产线对于贴片机也在性能方面提出了更高要求,应对不同bump pitch的产品,奥芯明(ASMPT)可以为本土客户提供全方位的技术支持以及解决方案供应,覆盖电镀,激光切割开槽,Fanout/TCB/Hybrid bond贴片以及SMT表面贴装。